Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : maximale Auflösung bei Makrofotografie
Hallo,
die Frage, welche nahe beieinander liegenden Details eines Objektes man mit gebräuchlichen Objektiven trennen kann, hat mich in letzter Zeit beschäftigt. Man bewegt sich dann im Bereich der eigentlichen Makrofotografie mit Abbildungsmaßstäben ab 1:1. Die Objektive werden dann umgekehrt, d.h. in Retrostellung verwendet, entweder direkt an der Kamera oder vor einem anderen mit größerer Brennweite wie eine Vorsatzlinse.
Hat ein Objektiv ein maximales Auflösungsvermögen von z.B. 100 Lp/mm, so sollte man Detais ("Punkte"), die nur 1/100 mm voneinander entfern sind damit trennen können. Auf der Bayer-Sensor-Seite müssen die Bilder dieser "Punkte" etwa 4 Pixel voneinander getrennt sein:
Objektgröße = 1/100 mm
Bildgröße = 3/100 mm bei der 7D
Der Abbildungsmaßstab beträgt dann 3:1. Größere Abbildungsmaßstäbe bringen dann kaum weiteren Informationsgewinn.
Für meine Experimente habe ich als Objekte ein Objektivmikrometer mit 100 Lp/mm und einen geöffneten Chip (486-Prozessor) mit Leiterbahnabständen im µm Bereich gewählt.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/818/c-PICT7419-z-g50-neu.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=69705)
Das SAL-1870-Kit-Objektiv erreicht tatsächlich die Auflösung von 100 Lp/mm in Bildmitte und in den Ecken bei M 3:1 mit Brennweite 28mm bei voller Öffnung. Die Ausschnitte sind jeweils 400x200 Pixel groß.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/SAL-1870-retro-28mm_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=69706)
Es folgt ein Vergleich mehrer Objektive:
1. SAL-1870 bei 18mm/3,5 (4,5:1)
2. MC Exakta-1828 bei 18mm/5,6 (3,8:1)
3. 50mm/1,4 vor 70-210/4 bei 210mm/11 (4:1)
4. MC 28mm/2,5 bei Blende 4 am Novoflex Balgen (6,5:1)
5. Schneider Xenon Schmalfilm-Obj. 25mm/1,5 bei Blende 4 bzw. 2,8 am Novoflex Balgen (7,5:1)
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Vergleich_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=69708) neuer Vergleich:http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Vergleich-neu_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=69752)
Noch mehr Details sieht man mit einen Mikroskop. Dazu ein Vergleich 28mm/2,5 am Balgen mit dem Blick durch mein 55 Jahre altes Kosmos-Mikroskop.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/28mmretro_Kopie-neu.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=69719) http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Mikroskop_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=69711) 100% Ausschnitt: (30:1)http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Mikroskop-original_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=69723)
Gruß,
Stuessi
Sehr schöne Auswertung!
Wenigstens noch einer, der dem Kit-Objektiv auch im Nahbereich was abgewinnen kann - es ist schlicht und einfach beugungsbegrenzt (bei f/5,6-8).
Der Vergelich mit dem Mikroskop zeigt sehr schön, dass im Nahbereich die numerische Apertur das Maß aller Dinge ist und die Auflösung dadurch bestimmt ist und kaum durch die optischen Fehler.
Ein wenig verwirrt bin ich bei den Beispielbildern, wo bei einigen Aufnahmen die Gitter wesentlich schärfer abgebildet sind als die Strukturen des Chips.:?:
Ein wenig verwirrt bin ich bei den Beispielbildern, wo bei einigen Aufnahmen die Gitter wesentlich schärfer abgebildet sind als die Strukturen des Chips.:?:
Auf das Gitter mit seinem hohen Kontrast kann ich besser manuell scharf einstellen als auf die Chip-Strukturen. Leider hatte ich zwischen den Aufnahmen auch die Blitzposition etwas verändert. Ich werde einige Aufnahmen ohne Beleuchtungsänderung wiederholen und dann darüber berichten.
Gruß,
Stuessi
Hallo,
hier ist der neue Objektivvergleich. Der Blitz blieb an gleicher Stelle, es wurden immer 5 Aufnahmen mit Abstandsänderungen im 1/100 mm Bereich gemacht und die jeweils schärfste ausgewählt.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Vergleich-neu_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=69752)
Wie gering die Schärfentiefe bei dem Maßstab 7,5:1 ist sieht man in dem folgenden Bild. Schon ab Blende 4 beginnt eine Verbreiterung der Gitterstriche infolge Beugung.
Wegen der 45°-Neigung der Skala ist der scheinbare Strichabstand 7µm, um diesen Wert nimmt auch die Tiefe von Strich zu Strich zu. Die max. Auflösung dieses Objektivs liegt über 200 Lp/mm.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Zeiss-25mm-retro-Schrfentiefe-M7_5_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=69796)
Gruß,
Stuessi
Hallo,
nun habe ich den Balgen mit Zwischenringen um 10cm auf 23cm verlängert. Nur mit lichtstarken Objektiven kann man noch die Schärfe beurteilen. Ich habe mein Schneider Xenon 25mm/1,5 bei Blende 2,8 eingesetzt. Der Maßstab beträgt etwas mehr als 11:1. Die drei 100%-Ausschnitte unterscheiden sich in der Gegenstandsweite um jeweils etwa 5µm. Die Ausschnitte stammen von unbearbeiteten jpg-Bildern einer Dynax 7D.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/23-cm-Balgen-Zeiss-25mm_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=69903)
Sicher können 4 Leiterbahnen mit Abständen von etwa 2,5µm getrennt werden. Das bedeutet eine Auflösung von 400 Lp/mm. Dieser Wert liegt nur 20% unter dem für diese Blende theoretisch berechneten!
Zum Vergleich ein mit einem Mikroskop gemachtes Bild.http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Ausschnitt-Mikrofoto_Kopie.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=69912)
Gruß,
Stuessi
hansauweiler
17.01.2009, 21:49
Wie immer betrachte ich deine Experimente mit viel Interesse.
Sag mal: Wie kann man auf 5 my genau focussieren ? Meine Makros mit Objektiv in Retostellung und Kamera auf Schlitten mache ich über Sucherlupe 2 fach.
Diese Einstellungsgenauigkeit würde ich aber nie erreichen.
Gruß HANS
Sag mal: Wie kann man auf 5 my genau focussieren ?
Hallo Hans,
dies ist mein "Spielplatz". http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/DSC01389-z-g25.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=69937)
Ich habe herausgefunden, dass sich die Kamera um ca. 10µm senkt, wenn ich 20g auf das Display lege, weil sich die Halterung minimal verbiegt.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/DSC01398-g20.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=69935)
Meine Belichtungsreihen wurden heute nach dem Motto erst fokussieren bei 50g, dann fotografieren bei 0g, 10g, 20g,...100g gemacht.
Gruß,
Stuessi
Moin Stuessi...
habe natürlich alles verfolgt und...
wollte beim letzten Bild deiner Halterung schon Empfehlungen aussprechen:top::roll::oops::oops:
wie man das stabiler machen konnte:cool:
und dann :shock::shock::shock: packt der kerl doch 20g drauf
und nutzt die Schwingungen auch noch...:top:
ich bin total platt:roll::cool:
Mfg gpo
hansauweiler
18.01.2009, 11:25
Das ist ja eine geniale Bastelei.
Wenn ich das richtig sehe, liegt auf dem Tisch eine Wasserwaage und das Objekt liegt auf einem guten alten Taschen Rechenschieber.
Wenn du jetzt sagst,daß das graue Teil mit einem runden Abschluss rechts ((unter Rechenschieber) ein Sinuslineal ist, fehlen ja nur noch alte Messplatte und Endmaßkästchen.
Ich bin begeistert.
Selbst wenn ich wollte und die Ausrüstung hätte, bei mir wäre das nicht möglich, da ich in 97 jährigem Haus mit Holzböden lebe und die Bewegungen wenn jemand geht oder der Bus vorbeifährt schon zu groß sind.
HANS
BodenseeTroll
18.01.2009, 11:33
Also auf die Idee muss man erst mal kommen!
Hm, lässt sich das nicht auch abseits vom Makro verwenden? Scharfeinstellung durch Draufsetzen auf die Kamera... *grübel*
...und nutzt die Schwingungen auch noch... Lieber Profi, die "Schwingungen" nutzt er nicht. "Nur" die Durchbiegung...
Hallo,
seit kurzem bin ich Besitzer eines 80 Jahre alten Zeiss Biotar 12,5mm/1,5 Objektivs, das ursprünglich für Doppel 8 Kameras entwickelt wurde. Umgekehrt an meinem Novoflex-Balgen montiert erziele ich eine 20-fache Vergrößerung. Bei Blende 1:2 ist schon die beste Schärfe erreicht. Das Auflösungsvermögen ist frappierend. Leiterbahnen auf dem Chip, die nur 2,5µm voneinander entfernt sind, können soeben noch getrennt werden.
Verwacklungen durch den Spiegelschlag der A900 sind dann sehr störend. Das Bild ist deshalb mit 2sec Spiegelvorauslösung, 2 sec Belichtungszeit und Blitz auf den 2. Vorhang entstanden. Die Skala zeigt 10µm Teilung.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/818/Biotar-DSC01977-g1008.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=97906) http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/818/Biotar-DSC01977-neu-400L_mm-a.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=97907)
Das Objektiv hat natürlich keine "gute" Auflösung von 400Lp/mm, erreicht aber sicher 200Lp/mm. Dies zeigt meine Simulation, bei der ich mit ps die 10µm-Skala mehrmals ineinander kopiert habe.
http://www.sonyuserforum.de/galerie/data/thumbnails/6/Biotar-100-400-L_mm-a.jpg (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=97908)
Gruß,
Stuessi
Hallo,
schlechtes Wetter, die neue Kamera NEX-5N und das Programm QuickMTF (http://www.quickmtf.com/) haben mich veranlasst, einige meiner Objektive am Novoflex-Balgen auf ihre Makrofähigkeit zu testen. Aufmerksam hat mich darauf TONI_B bei seinem Konvertertest (http://www.sonyuserforum.de/forum/showthread.php?t=111619) gemacht.
Ablauf: Ich fotografiere eine Kante hell-dunkel und analysiere das Bild mit dem Programm. Als Kante nehme ich die Schneide einer Rasierklinge, die auf einem Leuchttisch liegt. Alle Aufnahmen wurden mit der gleichen Kameraeinstellung gemacht, so das die Ergebnisse einigermaßen vergleichbar sind. Besonders kritisch ist eine exakte Fokussierung und eine erschütterungsfreie Auslösung.
Dies zeigt das Programm dann z.B. an:
6/Bild1-Screenshot_3.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=139145)
6/Bild2-ROIV__463x494_10_ApoRo1x-17-56_lsf_levels.png
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=139146)
Der MTF50 Wert (Bild1) beträgt in diesem Fall 1403,5 LPH. Dividiert man durch 2, so erhält man den Wert Lp/Höhe. Dividiert man noch durch die Bildhöhe 16mm, so erhält man die Auflösung 44 Lp/mm.
Für das ApoRodagon-D 1x habe ich in meine Messung die von Rodenstock (http://www.rodenstock-photo.com/de/main/products/lenses-for-enlarging-and-ccd/apo-rodagon-d/) veröffentlichten Werte eingetragen.
6/ApoRo1x-17-56Rod.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=139147)
Die Abweichung für 80 Lp/mm erklärt sich durch die Überforderung des Sensors der Kamera.
Hier einige Ergebnisse in Lp/mm, angegeben für MTF50 (und in Klammern für MTF25).
ApoRodagon-D 1x : bei Blende 5,6 M 1:1 44 (62)
Minolta MC Makro 50/3,5 bei Blende 5,6-8: M 1,7 ... 3,3 65 (85) ... 113 (160)
Minolta MC 28/2,5 bei Blende 4-5,6 M 3,5 ... 6,3 121 (163) ... 132 (270)
Schneider Xenon 25/1,4 bei Blende 4 M 6:1 149 (270)
Zeiss Biotar 12,5/2 bei Blende 2,8 M 12:1 135 (375)
Angenieux 9-36/1,4 bei Blende 4 M 8,3 ... 21,9 170 (320) ... 200 (375)
Leitz Achromat 10/0,25 in Bildmitte M 10 275 (437)
Leitz Achromat 10/0,25 am Mikroskop M 20:1 560 (847)
Die Klammerwerte stimmen recht gut mit meinen visuellen Ergebnissen überein.
Die Werte am Mikroskop habe ich mit einem Gitter mit 528 Lp/mm getestet.
6/Gitter_528-292-a420-sw.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=139148)
Ein Gitter mit 1000 Lp/mm wird mit diesem Objektiv nicht mehr richtig aufgelöst.
6/Gitter_1000-301-a-sw.jpg
-> Bild in der Galerie (http://www.sonyuserforum.de/galerie/details.php?image_id=139149)
Gruß,
Stuessi
Super Arbeit! :top::top::top:
Ich glaube, da habe ich jemand mit dem "MTF-Fieber" angesteckt...:lol:
Blitz Blank
09.01.2012, 22:39
Die Abweichung für 80 Lp/mm erklärt sich durch die Überforderung des Sensors der Kamera.
- Klasse!
- Schlechtes Wetter ist manchmal gut.
- Das schlechte Abschneiden des MC 50/3,5 erstaunt mich, ich dachte, das sei optisch der gelobten AF Version nah verwandt
- Rein vom Aspekt der Auflösung her gesehen könnte man die Pixelzahl der Sensoren offenbar noch deutlich weiter erhöhen, bevor man bei Spitzenobjektiven an die Grenzen kommt (Aspekte wie Beugung außen vor gelassen), oder?
Frank
Nahezu alle Objektive - auch die vielgeschmähten "Gurken" - sind leicht abgeblendet, auf der optischen Achse beugungsbeschränkt!
Speziell mit dem 18-70 Kit habe ich mit Umkehrring immer wieder beugungsbeschränkte Aufnahmen gemacht. Man nutzt ja meist nur ein kleines Bildfeld zentral um die optische Achse und bei Abbildungsmaßstäben von 2:1 oder noch mehr, spielt eigentlich nur mehr die Beugung eine Rolle!
... Das schlechte Abschneiden des MC 50/3,5 erstaunt mich, ich dachte, das sei optisch der gelobten AF Version nah verwandt
-...
Hallo Frank,
meine Messwerte darf man nicht überbewerten. Wie schon erwähnt spielen mehrere Faktoren dabei eine Rolle, so dass die Werte von Messung zu Messung um einige Prozent schwanken. Mir kam es hier darauf an zu zeigen, welche Auflösungen im (echten) Makrobereich mit "normalen" Objektiven in Retrostellung erzielbar sind. Und auf diese Auflösung kommt es an, nicht auf die so tolle Vergrößerung, von der immer nur die Rede ist.
Nun zum Minolta 50mm Makro. Oben steht:
Minolta MC Makro 50/3,5 bei Blende 5,6-8: M 1,7 ... 3,3 65 (85) ... 113 (160)
Zum Vergleich habe ich 2 weitere Objektive beim Maßstab 1,7:1 getestet:
Das Rodagon-D1x erreicht bei Blende 5,6 den besten Wert mit 63 (84) Lp/mm,
das Vergrößerungsobjektiv Schneider Componon 80/5,6 erst bei Blende 8-11 35 (47) Lp/mm.
Im Vergleich schneidet das Minolta Objektiv demnach gut ab.
(Man sollte allerdings bei einem so alten Objektiv die Linsenoberflächen vorn und hinten sehr gut säubern, denn in Jahrzehnten smmelt sich manches an!)
Gruß,
Stuessi
Blitz Blank
10.01.2012, 23:54
Danke für Deine Mühe, Stuessi, ich finde diese Beiträge sehr interessant.
Die Idee, eine Rasierklinge als Kontrastkante zu verwenden, ist herrlich anschaulich und einleuchtend. Darauf muß man ja nicht unbedingt selber kommen.
Hoffentlich sind Rasierklingen gut genug für heutige Sensoren :-)
Frank
Hallo,
inzwischen habe ich wieder einige Untersuchungen zum Thema
Kontrast und Auflösung mit der Sony Nex-5N gemacht, die hier (http://www.mikroskopie-forum.de/index.php?topic=13949.msg107823#msg107823) zu lesen sind.
Gruß,
Stuessi